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Wärmedämmverbundsystem

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Akronym: WDVS

Definition: ein System für die Wärmedämmung von Gebäudefassaden mit Hilfe von außen angebrachten Dämmmaterialien

Englisch: thermal insulation composite system

Kategorien: Energieeffizienz, Haustechnik, Wärme und Kälte

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 14.10.2012; letzte Änderung: 22.02.2017

Ein Wärmedämmverbundsystem ist das heute gängigste Mittel, um eine gute Wärmedämmung der Fassade eines Neubaus oder auch bei der energetischen Sanierung eines Gebäudes zu erzielen. Nach diesem Konzept wird die Fassade außen umgeben (“eingepackt”) von einer Schicht aus Dämmmaterialien, so dass die Mauer innerhalb des Wärmedämmperimeters liegt. Oft werden Dämmplatten verwendet, die z. B. auf die Fassade geklebt oder verdübelt und außen mit einem Armierungsgewebe und dann einem Putz versehen werden.

Das Konzept des Wärmedämmverbundsystems sieht eine Trennung zwischen den Funktionen von Mauerwerk und Dämmung vor:

Diese Trennung der statischen und thermischen Funktion macht den wesentlichen Unterschied aus im Vergleich zu Konzepten, bei denen beide Funktionen von ein und demselben Material (z. B. von spezielle Dämmziegeln) erfüllt werden (siehe unten).

Nicht Teil des Wärmedämmverbundsystems sind die Behandlung von Dächern und Kellerdecken; hierfür werden separate Systeme verwendet.

Andere Bezeichnungen für Wärmedämmverbundsysteme sind Vollwärmeschutz und Thermohaut.

Dämmmaterialien für Wärmedämmverbundsysteme

Verschiedene Wärmedämmmaterialien kommen in Frage:

Diese Varianten haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile, die je nach Situation mehr oder weniger Bedeutung haben können:

Wirkung der Dämmung bezüglich Wärme und Feuchtigkeit

Ein Wärmedämmverbundsystem hat die typischen Eigenschaften einer Außendämmung:

Temperaturverlauf in Wandstruktur mit Außendämmung

Abbildung 1: Temperaturverlauf in einer Wand mit Außenwärmedämmung. Die Betonwand (grau) ist 25 cm dick, und die Außendämmung (gelb) besteht aus Polyurethan-Hartschaum mit 20 cm Dicke. Die Wand hat fast Zimmertemperatur. Der resultierende U-Wert ist 0,14 W / cm2 K, was auch für ein Passivhaus ausreicht.

Solare Energiegewinne über die gedämmte Wand sind praktisch nicht möglich, sondern nur über die Fenster. Jedoch die Annahme, dies sei nachteilig, völlig falsch. An Tagen mit starker Sonneneinstrahlung die solaren Energiegewinne durch die Fenster völlig ausreichend; es wird dann kaum mehr Heizwärme benötigt. Problematisch sind dagegen die trüben Tage wie auch die Nächte, und in diesen Zeiten würde eine ungedämmte Fassade weitaus mehr Wärme verlieren.

Betreffend die Behandlung von Feuchtigkeit gibt es große Unterschiede zwischen den Systemen:

So unterschiedlich die Konzepte bezüglich Feuchtigkeit sind, haben sie doch gemeinsam, dass Feuchtigkeitsprobleme praktisch nicht auftreten können:

Aus diesen Gründen ist eine Tauwasserberechnung nach DIN 4108.3 für zugelassene Wärmedämmverbundsysteme nicht notwendig. Nur bei völlig falsch (und deswegen auch nach DIN nicht zulässigen) Systemen könnten massive Feuchtigkeitsprobleme auftreten, die die Lebensdauer erheblich verkürzen.

Einzelne Kritiker merken an, dass das Verfahren der Tauwasserberechnung nach der DIN-Norm stark vereinfacht ist und deswegen die Realität nicht voll erfasst. Dies ist zwar durchaus zutreffend: Bei jedem Modell wird mehr oder weniger stark von der Realität abstrahiert, d. h. es werden Vereinfachungen vorgenommen. Es scheint aber keine echten Anhaltspunkte dafür zu geben, dass die Verwendung viel komplizierterer Verfahren zusätzliche Erkenntnisse brächte, die z. B. die Vermeidung von Problemen ermöglichen würden. Dort, wo tatsächlich einmal Probleme auftreten, wären diese praktisch immer auch nach dem DIN-Verfahren zu erwarten gewesen.

Es sei noch angemerkt, dass die erheblich reduzierte Abfuhr von Wasserdampf bei diffusionshemmenden Dämmsystemen auf die Luftfeuchtigkeit im Gebäudeinneren fast keine Wirkung hat, da selbst die Abfuhr von Feuchtigkeit in einer besonders gut diffusionsdurchlässigen Wand (manchmal als “atmende Wand” bezeichnet) so gering ist, dass sie niemals die Belüftung ersetzen kann.

Alternativen zum Wärmedämmverbundsystem

Vorgehängte hinterlüftete Fassadenkonstruktionen

Es gibt vorgehängte hinterlüftete Fassadenkonstruktionen (VHF), die meist aus industriell vorgefertigten Fassadenelementen zusammengesetzt werden und sich auch für die nachträgliche Wärmedämmung eignen. Ein wesentlicher Vorteil solcher Systeme gegenüber WDVS besteht darin, dass die äußere Oberfläche viel mehr Gestaltungsfreiheit bietet: Es gibt Elemente mit Oberflächen aus Faserzement, Holz, Metall, Glas und anderen witterungsbeständigen Materialien. Als Dämmmaterial dienen häufig Steinwollematten für eine diffusionsoffene Lösung.

Die Montage solcher Fassaden kann relativ schnell erfolgen und auch bei kaltem Wetter. Die Kosten liegen allerdings deutlich höher als die von WDVS.

Vakuumisolationspaneele

Mit Vakuumdämmplatten (Vakuumisolationspaneelen) (Dämmplatten, die ein Vakuum enthalten) lässt sich eine sehr gute Dämmwirkung schon mit sehr geringer Dicke erreichen. Allerdings sind solche Paneele sehr teuer und aufwendiger zu bearbeiten; sie dürfen nicht geschnitten oder durchbohrt werden, weil sie sonst ihre Dämmwirkung zum Teil verlieren.

Poröse Ziegel

Beim Neubau ist es heute möglich, eine recht gute Wärmedämmung allein mit Dämmziegeln zu erreichen, d. h. ohne eine separate Dämmschicht. Beispielsweise gibt es Ziegel z. B. mit einer Perlit-Füllung der Hohlräume, die eine Wärmeleitfähigkeit von nur ca. 0,08 W / m K haben. Eine 40 cm dicke Wand daraus erreicht immerhin einen U-Wert von 0,2 W / m2 K. Dies ist weit besser als bei typischen Altbauten, allerdings immer noch das Eineinhalbfache des Werts einer dünnen Wand mit 20 cm Polystyrol (siehe Abbildung 1), so dass Passivhaus-Werte nur mit weiter erhöhten Dicken (z. B. 60 cm) erreichbar sind. Zudem ist der Energieaufwand für die Herstellung (→ graue Energie) deutlich höher.

Der Hauptvorteil des Ansatzes mit Ziegeln ohne zusätzliche Dämmschicht ist, dass die Lebensdauer noch höher ist. Konstruktiv gibt man aber einige Vorteile auf, die die Trennung von Trage- und Dämmfunktion beim Wärmedämmverbundsystem bietet. Insbesondere wird es schwieriger, z. B. Wärmebrücken bei Geschossdecken zu vermeiden. Außerdem ist zu beachten, dass doch dämmende Ziegel eine geringere Tragfähigkeit haben und deswegen für besonders belastete Befestigungen spezielle Lösungen benötigt werden. Da die Kosten ebenfalls in der Regel höher sind als für eine dünnere tragende Wand mit Wärmedämmverbundsystem, hat sich die letztere auch für Neubauten als die Standardlösung etabliert.

Bei der Sanierung eines Altbaus können Dämmziegel natürlich nicht die alten Wände ersetzen, so dass nur das Wärmedämmverbundsystem in Frage kommt oder allenfalls eine Innendämmung, die allerdings meist teurer und weniger effektiv ist und zudem eher zu Feuchtigkeitsproblemen führt.

Zweischalenmauerwerk

Eine andere Möglichkeit, die ebenfalls zu einer massiven, sehr widerstandsfähigen äußeren Oberfläche führt, ist das Zweischalenmauerwerk, auch Doppelschalenmauerwerk genannt. Hier gibt es eine innere Schale aus Ziegeln, die die Tragfunktion übernimmt, und eine äußere Schale (dünner und ebenfalls aus Ziegeln gemauert). Dazwischen befindet sich ein Hohlraum, der mit einem Dämmmaterial ausgefüllt werden kann, beispielsweise mit Mineralwolle. Man spricht hier von einer Kerndämmung.

Der Vorteil des Zweischalenmauerwerks gegenüber dem Wärmedämmverbundsystem ist die widerstandsfähige äußere Oberfläche, in der auch problemlos schwere Teile verankert werden können. Der Hauptnachteil sind die wesentlich höheren Kosten. Hinzu kommt, dass das Doppelschalenmauerwerk einerseits insgesamt dicker ist, was einen Verlust an Platz bedeutet, und andererseits oft weniger Raum für die Dämmung bietet. Gegenüber einer reinen einschaligen Porenziegelwand ist es aber einfacher, Wärmebrücken zu vermeiden.

Wärmedämmputze

Der Außenputz für ein Gebäude trägt normalerweise nur wenig zur Wärmedämmung bei. Es gibt aber optimierte Wärmedämmputze, die eine höhere Wirkung haben können. Hier wird ein relativ poröser Unterputz mit einer Dicke von z. B. 3 bis 6 cm verwendet. Zum Teil werden Polystyrolkügelchen (auch als Recycling-Werkstoff) in ein sonst mineralisches Putzsystem eingebracht.

Mit einem Dämmputz allein ist es normalerweise nicht möglich, ähnlich gute U-Werte wie WDVS zu erzielen, da einerseits die Dicke eines Putzes auf weniger Zentimeter begrenzt ist und andererseits die Wärmeleitfähigkeit meist auch wesentlich höher ist als die von gängigen Dämmplatten. Deswegen kann ein Dämmputz zwar eine Lösung sein, wo ein WDVS nicht in Frage kommt, aber die damit erzielte Dämmwirkung ist wesentlich geringer. Dafür ist diese Lösung auch bei denkmalgeschützten Fassaden anwendbar, wo ein WDVS nicht in Frage käme.

Neuartige Entwicklungen des schweizerischen Instituts Empa betreffen Wärmedämmputze auf der Basis von Aerogelen. Mit solchen hochporösen Materialien wird eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit erreicht. Wenn sich Aerogel-Dämmputze in der Praxis bewähren, könnten sie in vielen Fällen eine Alternative zum WDVS darstellen, zumindest bei sehr dicker Aufbringung.

Problemfälle bei der Altbausanierung

Bei der energetischen Sanierung von Altbauten ist es manchmal nicht oder nur schwer möglich, ein Wärmedämmverbundsystem zu installieren:

Es ist aber meist erst recht nicht möglich, nachträglich eine zweite Ziegelschicht (für ein Zweischalenmauerwerk) anzubringen oder gar die Ziegel durch Porenziegel zu ersetzen. In solchen Fällen bleibt meist nur noch die Möglichkeit einer Innendämmung, die allerdings teurer und weniger wirksam ist.

Probleme mit der Veralgung von Fassaden

veralgte Fassade

Abbildung 2: Eine veralgte Nordfassade.

Gelegentlich tritt bei Gebäuden mit Wärmedämmverbundsystem das Problem auf, dass die Fassade nach einigen Jahren (in Extremfällen schon nach einem Jahr) deutlich von Algen befallen wird. Dieser erzeugt einen grau-grünlichen Belag, der das Erscheinungsbild deutlich stören kann. Die Ursache des Problems ist, dass die Wandoberfläche für zu lange Zeiten feucht ist, so dass für Algen günstige Wachstumsbedingungen entstehen.

Die folgenden Risikofaktoren erhöhen die Gefahr des Algenbefalls:

Das Problem ist in aller Regel rein optischer Natur, kann aber trotzdem sehr störend sein und einen vorzeitigen Neuanstrich nötig machen. Immerhin ist eine Gesundheitsgefahr kaum zu befürchten, selbst wenn sich zu den Algen noch Pilze gesellen. Man beachte, dass Algen- und Pilzwachstum beispielsweise auch überall auf Erde und Pflanzen möglich ist, der Garten deswegen aber trotzdem unbedenklich betreten werden kann. Wer seine Kinder im Gras vor dem Haus spielen lässt, sollte sich von etwas Algen auf der Hausfassade kaum gefährdet fühlen müssen.

Übrigens gibt es schon immer diverse unbeheizte Gebäude wie z. B. Garagen, bei denen ebenfalls die Außenoberfläche nicht von innen her erwärmt wird. Auch dort kommt es nicht zwangsläufig zur Veralgung, selbst ein Dachüberstand komplett fehlt. Ähnliches gilt für auskragende Bauteile wie Balkone.

Teils wird versucht, eine Veralgung durch Zugabe von Algiziden und Fungiziden zur Wandfarbe zu verhindern. Dies ist allerdings umstritten, da solche giftigen Biozide mehr oder weniger wasserlöslich sind, also bei Schlagregenbelastung allmählich ausgewaschen werden können. (Eine gewisse Wasserlöslichkeit ist Voraussetzung für die Wirksamkeit, da diese Substanzen von den Algen sonst nicht aufgenommen würden.) Die Folgen sind dann eine Belastung des umliegenden Bodens und des ablaufenden Wassers sowie ein Nachlassen der algiziden Wirkung innerhalb einiger Jahre. Ungünstig ist insbesondere, dass in den ersten Jahren meist eine starke Auswaschung erfolgt. Eine gleichmäßigere Abgabe der Biozide ist bei Verwendung mikroverkapselter Biozide möglich, was auch eine deutliche Reduktion der Biozidmengen erlaubt [7]. Wie stark die Biozidbelastungen der Umwelt bei optimierter Anwendung sind und wie sie entsprechend bewertet werden sollten, ist bisher wohl noch nicht geklärt. Vorzuziehen sind jedenfalls andere Maßnahmen wie z. B. die Schaffung eines ausreichenden Dachüberstands, wenn dies möglich ist. Wandfarben, die Algenbildung ohne Einsatz giftiger Substanzen dauerhaft unterdrücken, scheinen bisher noch nicht entwickelt zu sein, obwohl es gewisse Unterschiede zwischen verschiedenen Farben gibt.

Weder ökonomisch und ökologisch kann der Verzicht auf eine wirksame Wärmedämmung eine Lösung für das Algenproblem sein: Es wird nicht dauerhaft möglich sein, Fassaden durch Verbrennung z. B. von Heizöl so zu erwärmen, dass damit die Veralgung vermieden wird. Wie dargelegt gibt es aber ohnehin andere Möglichkeiten.

Gefahr von Bränden

Das am meisten eingesetzte Dämmmaterial für Wärmedämmverbundsysteme ist Polystyrol. Als organische Substanz ist dieses brennbar. Zwar wird es durch Flammschutzzusätze weniger brennbar gemacht, so dass eine Einstufung in Baustoffklasse B1 (schwer entflammbar) erfolgen kann. Jedoch kann das Material bei längerer Hitzeeinwirkung (z. B. durch den Brand einer Altpapiertonne, die neben einer gedämmten Fassade steht) trotzdem brennen, wobei sich der Brand vor allem nach oben ausbreiten kann.

Vereinzelte Stimmen fordern aus diesem Grund, Polystyrol und ähnliche Materialien aus Brandschutzgründen als Dämmmaterial zu verbieten. Sie müssten sich allerdings fragen lassen, ob beispielsweise auch Holzhäuser, Kunststoff- und Holzfenster, Parkettböden, brennbare Vorhänge und offene Kamine generell verboten werden sollen. Vermutlich ist der Brand einer mit Polystyrol gedämmten Fassade z. B. auf einem Ziegelbau für die Bewohner weniger gefährlich als der einer Holzkonstruktion, bei der brennbare Materialien bis hin zu den inneren Schichten verwendet werden. Auch die Giftbelastung für die Luft, die beim Abbrennen entsteht, ist bei natürlichen Materialien nicht unbedingt niedriger als bei synthetischen Dämmstoffen. Ohnehin sind Fassadenbrände sehr selten – weitaus seltener als Zimmerbrände.

Es scheint vernünftig, im Einzelfall eine Abwägung der Vor- und Nachteile verschiedener Materialien vorzunehmen, so wie es auch bei anderen Baumaterialien geschieht. Tendenziell gegen Polystyrol und andere prinzipiell brennbare Baustoffe sprechen gewisse Umstände:

Lüftungsrohre auf Fassade

Abbildung 3: Anbringung von Lüftungsleitungen bei einer Altbausanierung. Die Leitungen wurden später mit Polystyrol-Dämmplatten überdeckt.

In solchen Fällen kann z. B. Mineralwolle eingesetzt werden. Dagegen dürfte eine gewisse Verschlechterung der Brandsicherheit in anderen Fällen weniger kritisch sein, so dass man sie ähnlich wie bei Holzhäusern angesichts der spezifischen Vorteile akzeptieren kann.

Einschränkungen für die Farbe der Fassade

Bei starker Sonneneinstrahlung auf eine gut gedämmte Fassade kann die Oberfläche der Dämmung auf recht hohe Temperaturen geheizt werden, falls der Anstrich einen allzu hohen Anteil des Sonnenlichts absorbiert. Dies liegt daran, dass die Wärme anders als bei einer gedämmten Wand natürlich nicht leicht nach innen abschließen kann. Bei zu hohen Temperaturen kann es dann zu Beschädigungen kommen. Aus diesem Grund ist es zumindest bei Verwendung der üblichen mineralischen Pigmente nicht möglich, allzu dunkle Farbtöne für die Fassade zu verwenden (außer auf nicht direkt von der Sonne beschienenen Seiten). Allerdings sind bereits andere Pigmente entwickelt worden, die trotz eines dunklen Aussehens eine geringe Absorption für die unsichtbare Wärmestrahlung (die am meisten zur Aufheizung beiträgt) aufweisen. Mit diesen lassen sich dann problemlos auch dunkle Farbtöne der Fassade realisieren.

Luftkanäle in der Wärmedämmschicht

Bei der energetischen Sanierung von Altbauten ergibt sich im Zuge der Anbringung eines Wärmedämmverbundsystems die interessante Möglichkeit, Luftleitungen für eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung in der Dämmung zu verlegen. Dies kann beispielsweise so aussehen:

Der Großteil der Fassade hat dann großzügige 20 cm Dämmung; wo die Luftleitungen liegen, sind es immerhin noch 10 cm. Der große Vorteil dieser Verlegung der Luftleitungen ist, dass in das Innere des Gebäudes hierfür kaum eingegriffen werden muss, so dass die Kosten viel geringer sind. Da die Verlegung der Leitungen in der Fassade nach Anbringen einer Außendämmung nicht mehr möglich ist, sollte diese Option rechtzeitig ergriffen werden.

Literatur

[1]Extra-Artikel: Einwände gegen Wärmedämmung – detailliert geprüft
[2]Extra-Artikel: Dicke Mauern bieten gute Wärmedämmung?
[3]Extra-Artikel: Wärmedämmung auf der Südfassade ist nachteilig?
[4]Extra-Artikel: Schlechtes Wohnklima durch nicht atmende Wände?
[5]Ratgeber “Wärmedämmung von Außenwänden mit dem Wärmedämmverbundsystem”, http://www.iwu.de/fileadmin/user_upload/dateien/energie/espi/espi2.pdf, Institut Wohnen und Umwelt (2012)
[6]W. Eicke-Hennig, “Der Taupunkt ist kein Wandersmann”, http://www.energiesparaktion.de/downloads/Altbau/Diffusionsbetrachtung.pdf, eine sehr solide und verständliche Darstellung der Feuchtigkeitsproblematik
[7]K. Breuer et al., “Wirksamkeit und Dauerhaftigkeit von Bioziden in Bautenbeschichtungen”, http://www.ibp.fraunhofer.de/content/dam/ibp/de/documents/Publikationen/Newsletter/SD_bp0412_IBP_web.pdf, Fraunhofer-Institut für Bauphysik (2012)

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Wärmeschutz, Wärmedämmung, Wärmedämmmaterial, Wärmebrücke, Wärmedämmperimeter, energetische Sanierung von Gebäuden, Zweischalenmauerwerk, Belüftung von Gebäuden, Schimmel in Wohnräumen
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieeffizienz, Haustechnik, Wärme und Kälte

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